Был ли сфальсифицирован парниковый эффект?

Что говорит наука:
Атмосфера Земли в меньшей степени способна поглощать коротковолновое излучение Солнца, чем тепловое излучение, идущее от поверхности. Эффект этого несоответствия заключается в том, что тепловое излучение уходит в космос в основном из холодных верхних слоев атмосферы, в то время как поверхность поддерживается при значительно более высокой температуре. Это называется «атмосферным парниковым эффектом», и без него поверхность Земли была бы намного холоднее.

Климатический миф: парниковый эффект был сфальсифицирован

«Влияние так называемых парниковых газов на приповерхностную температуру — еще не доказано абсолютно. Другими словами, пока нет неопровержимых доказательств ни парникового эффекта, ни его связи с предполагаемым глобальным потеплением.

Это неудивительно, потому что на самом деле парникового эффекта не существует: он невозможен. Утверждение, что так называемые парниковые газы, особенно CO2, способствуют потеплению приземной атмосферы, находится в явном противоречии с хорошо известными физическими законами, касающимися газа и пара, а также с общей теорией калорийности». (Хайнц Тиме)

Большинство участников климатических дебатов могут согласиться с тем, что способность атмосферы взаимодействовать с тепловым излучением помогает поддерживать температуру поверхности Земли на приемлемом для жизни уровне. Поверхность Земли примерно на 33 градуса по Цельсию теплее, чем требуется для отражения всей поглощенной энергии Солнца. Это возможно только потому, что большая часть этого излучения поглощается атмосферой, а то, что действительно уходит в космос, в основном испускается более холодной атмосферой.

Это поглощение происходит из-за газовых примесей, которые составляют лишь очень небольшую часть атмосферы.Такие газы непрозрачны для теплового излучения и называются «парниковыми газами». Наиболее важными парниковыми газами на Земле являются водяной пар и углекислый газ, а также метан, закись азота, озон и другие вещества. Если бы атмосфера была просто сухой смесью ее основных компонентов, кислорода и азота, Земля полностью замерзла бы.

Наблюдение за парниковым эффектом в действии

Самое простое прямое наблюдение парникового эффекта в действии — это атмосферное обратное излучение. Любое вещество, поглощающее тепловое излучение, будет также излучать тепловое излучение; это следствие закона Кирхгофа. Атмосфера поглощает тепловое излучение из-за следов парниковых газов, а также излучает тепловое излучение во всех направлениях. Это тепловое излучение может быть измерено с поверхности, а также из космоса. Поверхность Земли фактически получает в сумме больше радиации из атмосферы, чем от Солнца.

Чистый поток лучистого тепла по-прежнему направлен вверх от поверхности в атмосферу, потому что восходящее тепловое излучение больше, чем направленное вниз атмосферное обратное излучение. Это простое следствие второго начала термодинамики. Величина чистого потока тепла представляет собой разницу между лучистой энергией, текущей в каждом направлении. Из-за обратного излучения температура поверхности и восходящее тепловое излучение намного больше, чем если бы не было парникового эффекта.

Атмосферное обратное излучение непосредственно измерялось более пятидесяти лет. Воздействие парниковых газов четко проявляется в современных измерениях, которые способны показать полный спектр.

Рис. 1. Совпадающие измерения спектра инфракрасного излучения безоблачной атмосферы на высоте 20 км (а) над арктическим ледяным щитом и (б) у поверхности, направленной вверх. (Данные предоставлены Дэвидом Тобином, Центр космической науки и техники, Университет Висконсин-Мэдисон. Диаграмма предоставлена ​​Грантом Петти, из Petty 2006).

Когда вы смотрите вниз с самолета на высоте 20 км (рис. 1а), то «видите» тепловое излучение Земли, достигающее этой высоты. Часть этого излучения исходит от поверхности. Это части спектра, которые следуют линии, соответствующей на диаграмме примерно 268К. Часть этого излучения исходит из верхних слоев атмосферы, где намного холоднее. Это части спектра, которые следуют линии около 225К. Укусы, вырванные из спектра, находятся в тех диапазонах, где парниковые газы поглощают излучение с поверхности, и поэтому излучение, которое в конечном итоге уходит в космос, на самом деле излучается высоко в атмосфере.

Когда вы смотрите вверх с поверхности (рис. 1b), то «видите» тепловое обратное излучение атмосферы. На некоторых частотах очень эффективно блокируется тепловое излучение, а обратное излучение показывает температуру теплого воздуха прямо у поверхности. В «инфракрасном окне» атмосферы атмосфера прозрачна. На этих частотах излучение не поглощается и не излучается, и именно здесь инфракрасные телескопы и спутники микроволнового зондирования могут смотреть в космос и на поверхность соответственно.

Гладкие пунктирные линии на диаграмме, помеченные температурами, — это кривые для простого абсолютно черного тела, излучающего при этой температуре. Водяной пар имеет сложный спектр поглощения и плохо перемешивается в атмосфере. Выбросы ниже 600 см -1 связаны с появлением водяного пара на разных высотах. Углекислый газ вносит основной вклад в выбросы, наблюдаемые между примерно 600 и 750 см -1 . Пятно эмиссии чуть выше 1000 см -1 связано с озоном.

Термин «теплица».

Термин «теплица» был придуман для обозначения этого атмосферного эффекта в девятнадцатом веке. Стеклянная теплица и атмосферная теплица имеют физический барьер, который блокирует поток тепла, что приводит к более высокой температуре под барьером. Однако в основе лежит другая физика.Стеклянная теплица в основном блокирует конвекцию, а атмосферная теплица в основном блокирует тепловое излучение, поэтому сравнение не является точным. Это различие хорошо понятно и объяснено в большинстве вводных статей. Там, где возникает путаница, обычно неправильно описывается теплица, а не парниковый эффект атмосферы.

Усиленный парниковый эффект

Сам по себе парниковый эффект всегда был важным фактором воздействия на климат Земли, и он необходим для поддержания пригодной для жизни окружающей среды. Без него поверхность быстро замерзнет.

Существование самого парникового эффекта не следует путать с изменениями парникового эффекта. Глобальное потепление в современную эпоху обусловлено увеличением концентрации парниковых газов в атмосфере, что приводит к усиленный парниковый эффект. Это рассматривается более подробно в виде отдельного аргумента: откуда мы знаем больше CO₂ вызывает потепление?

Промежуточное опровержение, написанное Сайласом

Обновление за июль 2015 г.: